¿Qué es este circuito de conducción de LED?

Como menciona Ignacio Vázquez-Abrams , es un controlador de corriente constante, aunque el diseñador colocó el interruptor en el lugar equivocado.

La teoría de funcionamiento con estos controladores es que la ruta de corriente del LED es a través del transistor derecho y la resistencia de detección de corriente derecha y, en este caso, a través del interruptor derecho.

La corriente a través del LED aumenta hasta el punto en que la caída de voltaje en la resistencia de detección, más la otra caída, es suficiente para aumentar el voltaje en la base del transistor izquierdo para comenzar a encenderse. (Vbe ~ 0,6 V)

La resistencia de detección normalmente tendría un tamaño tal que, digamos, 20 mA cae 0,6 V (dependiendo del transistor), por lo que un valor como 30R es típico. Sin embargo, con el interruptor debajo de eso, necesitaría volver a calcular R con un voltaje menos cualquiera que sea el voltaje Vce saturado del interruptor.

Cuando el transistor izquierdo comienza a encenderse, comienza a extraer corriente del controlador base del transistor derecho y lo estrangula. Por lo tanto, encuentra su propio punto de equilibrio.

La resistencia de polarización en el lado izquierdo debe dimensionarse para suministrar suficiente corriente de base al transistor derecho para que este último pueda proporcionar los 20 mA requeridos independientemente del voltaje de suministro.

Por supuesto, el circuito es sensible a la variación y las temperaturas de los componentes. Sin embargo, en su caso, es lo suficientemente preciso y funciona de manera efectiva para mantener el LED en una corriente segura dentro de su amplio rango de voltajes de suministro.

El siguiente es un método mucho más común para usar este circuito.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

NOTA 1: El circuito necesita bastante voltaje para funcionar, más de 1 V, por lo que no puede usarlo si el voltaje de su riel está por debajo de 1,5 V por encima del voltaje directo típico de LED. Además, el GPIO debe poder generar un voltaje superior a 2 * Vbe cuando está alto. (Lo cual puede ser una razón por la cual el circuito original tiene el interruptor donde está).

NOTA 2: Dado que Q1 actúa como la resistencia de caída para su LED, la caída de voltaje dependerá de su voltaje de riel y el voltaje directo del LED en cualquier corriente de LED que haya elegido. A voltajes de riel más altos y cuando se usan LED de alta corriente, eso puede significar que el transistor se calentará y puede necesitar un disipador de calor. A 9 V con 20 mA y un LED con voltaje directo de 1,6 V, la caída en Q1 será 9 -1,6 -0,6 = 6,8 V, por lo que, con ese ejemplo, necesita disipar 6,8 * 0,2 = 136 mW. Si es un LED de 300mA, ese número sube a más de 2W. También verifique el vataje de la resistencia de detección para corrientes más altas. La resistencia debe sobrevalorarse para evitar el autocalentamiento y el cambio de resistencia/corriente resultante.

NOTA 3: Como referencia cruzada, con su rango de voltaje podría usar una resistencia de caída única. Sin embargo, necesitaría dimensionarlo para el peor de los casos, 20 mA a 9 V, por lo que necesitaría una resistencia 350R con un LED de 2 V. Cuando bajó el voltaje a 6.5V, el LED solo obtendría alrededor de 13mA, por lo que sería mucho más tenue.

Es un controlador de corriente constante destrozado. La unión BE izquierda es paralela a la resistencia inferior derecha, lo que da como resultado una corriente constante a través del transistor derecho.

La razón por la que digo que está destrozado es porque se supone que el GPIO está donde está la resistencia izquierda, conectada a ambos transistores, y se supone que la resistencia derecha se conecta a tierra.